Внутрішній стакан для перенесення розплавленого металу, що міститься в металургійній посудині, та пристрій для перенесення розплавленого металу

Реферат: Винахід стосується внутрішнього стакана (12) для лиття розплавленого металу з металургійної посудини, що включає: a) по суті трубчасту частину (24) з осьовим наскрізним отвором, b) плиту внутрішнього стакана, яка включає нижню плоску контактну поверхню (26), яка має периметр (Рm), та другу поверхню, яка розташована навпроти нижньої контактної поверхні (26) та з'єднує стінку трубчастої частини (24) з боковими краями (40a-b, 42a-b) плити, причому вказані бокові краї визначають периметр та товщину плити, c) металеву обшивку (22), для облицювання принаймні частини або всіх бокових країв (40a-b, 42a-b) та другої поверхні, але не ковзної площини (Pg) плити внутрішнього стакана, оснащену d) металевою опорною поверхнею (34а, 34b, 34с), яка спрямована до ковзної площини (26) та заглиблена відносно неї, та простягається від облицьованої частини бокових країв (40a-b, 42ab) вище периметра (Рm) контактної поверхні (26), який відрізняється тим, що опорна поверхня (34а, 34b, 34с) визначена виступами (34а, 34b, 34с) принаймні двох опорних елементів (30а, 30b, 30с), розташованих навколо периметра плити. UA 108634 C2 (12) UA 108634 C2 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ Даний винахід стосується технології безперервного лиття розплавленого металу та, більш конкретно, внутрішнього стакана зі спеціальними засобами для кріплення його до пристрою заміни труб в установці для лиття металу. ПЕРЕДУМОВИ ВИНАХОДУ В ливарній установці розплавлений метал здебільшого міститься в металургійній посудині, наприклад, у розливній ємності, перед його перенесенням до іншої ємності, наприклад, до ливарної форми. Метал переноситься з посудини до ємності через ливникову систему, розташовану в основі металургійної посудини, яка включає внутрішній стакан, який знаходиться принаймні частково в металургійній посудині та входить у тісний контакт з ковзною передаточною плитою (або ливарною плитою), яка розташована нижче та зовні металургійної посудини та сполучається з внутрішнім стаканом через пристрій для утримування та заміни плит, змонтований під металургійною посудиною. Ковзна плита може бути градуйованою плитою, ливниковою трубкою або горщиком, що включає одну або дві плити. Оскільки всі ці типи плит є частиною ливника, що включає плиту, з'єднану з трубчастою секцією різної довжини залежно від застосування, та для розрізнення їх від клапанних засувів, що використовується, наприклад, у ковші, для них будуть вживатись терміни "ковзний ливник", "виливний ливник", "змінний ливник" або їх поєднання. Ливник може використовуватись для перенесення розплавленого металу у вигляді вільної течії з короткою трубою, або ж примусової течії з довгою, частково зануреною ливарною трубою. Приклад пристрою заміни труб для такої ливарної установки описано в документі ЕР 1289696. Для забезпечення щільного контакту між внутрішнім стаканом та ковзним ливником пристрій заміни труб для утримування та заміни ливників включає засоби кріплення, призначені для притиснення вниз внутрішнього стакана до рами пристрою, та засоби стиснення, призначені для притискання плити ливника, особливо вгору, так щоб притиснути плиту до внутрішнього стакана і тим самим отримати щільний контакт. Як описано вище, внутрішній стакан є закріпленим елементом під час лиття. Тому, термін його служби повинен бути щонайменше таким, як і в металургійної посудини. Ливник, з іншого боку, може бути замінений під час лиття за допомогою пристрою заміни труб. В ЕР 1454687 описується колектор для з'єднання з ковзним затвором або клапаном, розташованим на дні ковша, що використовується для лиття розплавленого металу до розливної ємності. Подібно до внутрішнього стакана розливної ємності, колектор, описаний у ЕР 1454687, включає вогнетривку середину, що включає трубчасту частину та плиту, а більша частина зовнішньої поверхні колектора вкрита металевою обшивкою. На цьому подібність між двома типами труб закінчується. Справді, на відміну від внутрішнього стакана, предмета даного винаходу, колектор ковша не піддається жодним навантаженням тертя під час використання, так як він нерухомо прикріплений до ковзної плити золотникового клапана. Більш того, колектор висить на дні ковша, тоді як внутрішній стакан перебуває на верхній частині рами пристрою заміни труб. Відповідно, засоби кріплення, що використовуються для двох типів труб, суттєво відрізняються одні від інших. У колекторі, описаному в ЕР 1454687, труба вставляється в перший металевий циліндр, що включає фланець, який з'єднується як байонет з другим металевим циліндром, прикріпленим гвинтами до нижньої частини ковзної плити золотникового клапана. Ні перший, ні другий металеві циліндри не є частиною колектора, а є засобами кріплення, що використовуються для прикріплення колектора до нижньої поверхні ковзної плити затвора. Таке рішення для кріплення труби до металургійної посудини непридатне для кріплення внутрішнього стакана до верхньої частини рами пристрою заміни труб. Як внутрішній стакан, так і плита ливника, включають, принаймні частково, вогнетривкий матеріал. Одна з проблем полягає в тому, що засоби кріплення чи стиснення мають схильність прикладати концентровані навантаження до вогнетривкого матеріалу. Ці концентрації навантажень можуть пошкоджувати крихкий вогнетривкий матеріал, утворювати тріщини або викликати розкришування. Даний винахід має на меті забезпечення внутрішнього стакана, в якому якість та цілісність матеріалу буде підтримуватись протягом усього терміну служби як стакана, так і металургійної посудини. КОРОТКИЙ ВИКЛАД ВИНАХОДУ Даний винахід визначається в незалежних пунктах формули винаходу, що додаються. Переважні варіанти визначаються в залежних пунктах формули винаходу. Зокрема, даний винахід стосується внутрішнього стакана для лиття розплавленого металу з металургійної посудини; вказаний внутрішній стакан включає: 1 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 а) здебільшого трубчасту частину з осьовим наскрізним отвором, що визначає перший напрямок та гідравлічно з'єднує вхідний отвір з вихідним отвором; внутрішній стакан також включає b) плиту внутрішнього стакана, яка включає нижню плоску контактну поверхню, яка міститься в межах периметру (Рm) і називається ковзною площиною (Pg), котра здебільшого перпендикулярна до вказаного першого напрямку (Z), а вказана контактна поверхня має вихідний отвір, та другу поверхню, яка протилежна нижній контактній поверхні та з'єднує стінку трубчастої частини з боковими краями плити, вказані бокові краї простягаються від нижньої контактної поверхні до другої поверхні та визначають периметр та товщину плити; внутрішній стакан також включає c) металеву обшивку, що вкриває принаймні частину деяких або всіх бокових країв та другу поверхню, але не ковзну площину (Pg) плити внутрішнього стакана, оснащену d) металевою опорною поверхнею, яка звернена до й заглиблена відносно ковзної площини (Pg) та простягається від укритої частини бокових стінок за периметр (Рm) контактної поверхні, що відрізняється тим, що опорна поверхня визначається виступами принаймні двох опорних елементів, розташованих навколо периметра плити. У переважному варіанті виступи принаймні двох опорних елементів мають довжину (L) та ширину (l), кожна з яких має величину принаймні 5 мм, переважно принаймні 10 мм, для того щоб забезпечувати достатню стійкість внутрішнього стакана при закріпленні на верхній частині рами пристрою заміни труб. В іншому переважному варіанті висота опорного елемента становить принаймні 10 мм. Щільність поверхні розділу між внутрішнім стаканом та ковзним ливником поліпшується, якщо опорна поверхня визначається виступами трьох окремих опорних елементів, розташованих навколо периметра плити, в якій центроїди прямокутних проекцій на ковзну площину (Pg) відповідних виступів утворюють вершини трикутника. Вказаний трикутник переважно визначається однією або будь-якою комбінацією будь-яких наступних геометрій: a) перша висота трикутника, позначена як висота X, що проходить через першу вершину, позначену як вершина X, здебільшого паралельна першому напряму (X); b) перша медіана трикутника, позначена як медіана X, що проходить через вершину X, здебільшого паралельна вказаній першій осі (X); c) трикутник, в якому висота X або ж медіана X перетинає центральну вісь (Z) наскрізного отвору стакана в центроїді наскрізного отвору (46); d) всі кути трикутника гострі; є) трикутник рівнобедрений, переважно згідно (с), більш переважно згідно (с), так що вершина X є точкою сходження двох сторін однакової довжини, більш переважно згідно (c) тa (d); f) трикутник згідно (с), в якому кут 2, утворений центром наскрізного отвору (46) та двома вершинами трикутника, іншими ніж вершина X, становить від 60 до 90°; g) трикутник, в якому кут, утворений вершиною X, менший ніж 60°. У переважному варіанті опорний виступ, що відповідає вершині X, охоплює кутовий сектор , що складає від 14 до 52°, а два інші опорні виступи охоплюють кутовий сектор , від 10 до 20°, всі кути виміряні відносно центроїда наскрізного отвору. Зовнішній край опорного виступу, що відповідає вершині X, переважно має дотичну,яка перпендикулярно перетинає першу вісь (X). Прямокутна проекція на ковзну площину плити внутрішнього стакана згідно даного винаходу переважно вписується в прямокутник з двома парами наступних протилежних сторін: два повздовжні краї, здебільшого паралельні напряму (X), та два поперечні краї, здебільшого перпендикулярні напряму X, жоден з принаймні двох опорних елементів не знаходиться на повздовжніх краях обшивки. Проекція плити може включати інші краї, поперечні (не обов'язково перпендикулярні) до напряму X, з закругленими кутами, або зі зрізаними кутами. Опорні елементи можуть, звичайно, розташовуватись на таких поперечних, не перпендикулярних, краях плити. В одному варіанті опорні виступи всіх опорних елементів лежать в одній площині, здебільшого паралельній ковзній площині (Pg). Інакше, опорні виступи можуть лежати в різних площинах, залежно від геометрії опорних поверхонь, призначених для встановлення вказаних опорних виступів на верхню частину пристрою заміни труб. Опорні виступи, що лежать у різних площинах, можуть бути корисні в випадку, коли внутрішній стакан мусить бути розміщений з певною кутовою орієнтацією, так як він буде нахилений у випадку, коли опорні виступи лягли на неправильні опорні поверхні. Можливо також, що опорні виступи непаралельні ковзній поверхні внутрішнього стакана. Певний нахил може сприяти центруванню внутрішнього стакана в гнізді 2 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пристрою заміни труб. У всіх випадках дизайн опорних виступів внутрішнього стакана мусить відповідати опорним поверхням пристрою заміни труб. Опорні елементи переважно є у вигляді металевих опорних виступів, що простягаються за периметр плити, що включають опорний виступ та протилежну кріпильну поверхню, придатну для вставлення засобів кріплення в частині пристрою заміни труб для вставлення внутрішнього стакана. В одному варіанті опорний виступ опорного виступання відділений від протилежної кріпильної поверхні вогнетривом, прокладеним між двома шарами металу. Металеві шари опорного виступу та кріпильної поверхні приймають усі навантаження стиску від засобів кріплення та опорної поверхні пристрою заміни труб, та розподіляють їх рівномірно по проміжній вогнетривкій частині, поглинаючи та послаблюючи концентрацію навантажень. Аналогічно, при заміні ливника до контактної поверхні внутрішнього стакана прикладаються високі навантаження зсуву, і вони поглинаються металевими шарами. Іншими словами, навантаження стиску від засобів кріплення не впливають на корисну частину вогнетривкого матеріалу, котра міститься всередині периметру Рm. У ще одному варіанті опорний виступ опорного виступання може бути відділений від протилежної кріпильної поверхні лише металом. У цьому варіанті всі навантаження стиску, створені закріпленням внутрішнього стакана в його положенні, несе метал, а вогнетривкий матеріал не зачіпається взагалі при будь-якому з цих навантажень. Внутрішні стакани згідно даного винаходу виготовлені вкриванням частини вогнетривкої середини, зокрема частин плити, металевою обшивкою, що включає опорні виступи. Даний винахід, таким чином, стосується також металевої обшивки для вкривання принаймні частини деяких або всіх бокових країв та другої поверхні плити внутрішнього стакана як визначено вище, де вказана металева обшивка включає першу головну поверхню з отвором для розташування трубчастої частини стакана та бокові краї, що простягаються від периметра першої головної поверхні, а вказані бокові краї підтримують опорну поверхню, що відрізняється тим, що опорна поверхня визначається виступами принаймні двох окремих опорних елементів, розташованих навколо периметра обшивки. Даний винахід також стосується збірки з внутрішнього стакана та пристрою заміни труб для утримування та заміни ковзних ливників для лиття розплавленого металу з металургійної посудини; вказаний внутрішній стакан включає опорну поверхню, а пристрій включає - раму з ливарним отвором, що включає опорну поверхню, суміжну з периметром вказаного ливарного отвору, та здатну стикуватися й контактувати з опорною поверхнею стакана, - систему кріплення, звернену до опорної поверхні та розташовану для тиску на поверхню, протилежну опорній поверхні внутрішнього стакана, що називається кріпильною поверхнею, що відрізняється тим, що опорна поверхня внутрішнього стакана металева. Внутрішній стакан переважно є таким, як визначено вище. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ Винахід буде більш ясно зрозумілим з наступного опису, який наводиться просто як необмежуючий приклад обсягу винаходу, з посиланням на фігури, де: - Фіг. 1 - вигляд у перспективі внутрішнього стакана згідно одного варіанта у положенні лиття; - Фіг. 2 - вигляд у перспективі стакана з Фіг. 1, коли він перекинутий догори у вертикальному напрямку; - Фіг. 2 (а) - збільшений вигляд опорного елемента; - Фіг. 3 - вигляд у перспективі, розрізаний вздовж двох осьових півплощин, стакана з Фіг. 1, закріпленого в пристрої заміни труб; - Фіг. 4 - боковий вигляд у розрізі вздовж обох осьових півплощин Фіг. 3; - Фіг. 5 та 5а - схематичні вигляди згори стакана з Фіг. 1; та - Фіг. 6 - два варіанти опорних елементів: (а) повністю металеві, (b) вогнетрив, прокладений між двома шарами металу. ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ Даний винахід стосується внутрішнього стакана для лиття розплавленого металу, що міститься в металургійній посудині, такій як розливна ємність, де напрямок лиття визначає вертикальний напрям. Внутрішній стакан включає вогнетривку середину, вкриту металевою обшивкою. Вогнетривка середина включає порожнисту трубчасту частину, прикріплену до плити з наскрізним отвором, що простягається від одного кінця трубчастої частини до нижньої контактної поверхні плити, що простягається вздовж здебільшого горизонтальної площини, яка називається ковзною площиною. Внутрішній стакан має кріпитись вертикально контактною поверхнею донизу, орієнтованою до верхньої частини пристрою заміни труб. Ковзна площина призначена для входження в щільний контакт з ковзною плитою змінного ливника, що ставиться 3 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ковзанням вздовж нижньої частини пристрою заміни труб до положення лиття навпроти внутрішнього стакана. Внутрішній стакан включає також металеву обшивку, що вкриває принаймні частину бокових країв плити внутрішнього стакана. Металева обшивка включає опорну поверхню, розподілену між принаймні двома окремими опорними елементами 30с, 30b, 30с для розташування на комплементарній опорній поверхні рами пристрою заміни труб. Вказана рама включає також засоби кріплення, здатні прикладати силу стиснення до кріпильної поверхні 32а, 32b, 32с опорних елементів внутрішнього стакана, а вказані засоби кріплення протилежні опорній поверхні 34а, 34b, 34с. Згідно даного винаходу, опорна поверхня 34а-с та кріпильна поверхня 32а-с внутрішнього стакана виготовлені з металу, так що існує лише контакт метал-метал між рамою, засобами кріплення та опорними елементами, що дозволяє розсіювати та розподіляти будь-які концентрації навантажень, створених засобами кріплення. Таким чином, пропонується зберігати вогнетривкий матеріал внутрішнього стакана за допомогою виготовлення поверхні внутрішнього стакана, що розташовується на рамі, з металу, а не з вогнетривкого матеріалу. В результаті цього, коли система кріплення натискає на внутрішній стакан, придавлюючи його до рами, металева поверхня піддається концентрації навантажень, спричинених засобами кріплення. Оскільки метал менш крихкий, ніж вогнетривка середина, утворення тріщин менш імовірне, що означає менший ризик проникнення повітря, протікання розплаву металу, що суттєво подовжує термін служби внутрішнього стакана, та підвищує якість литого металу. Переважно, опорна площина суттєво відступає від ковзної площини, так що зношення нижньої контактної поверхні, виготовленої з вогнетривкого матеріалу, не впливає на кріплення внутрішнього стакана в рамі. Металева обшивка може бути виготовлена з будь-якого металу, здатного виконувати її функцію, переважно зі сталі або чавуну. Зокрема, будучи виготовлена з чавуну, металева обшивка може мати товщину 6 мм або більшу. Таким чином можна отримати відносно складні форми обшивки зі збереженням прийнятної вартості виробництва. У більшості випадків металева обшивка може використовуватись повторно для вкривання другої вогнетривкої середини внутрішнього стакана, коли перша зношена. Металева опорна поверхня, описана вище, визначається опорними виступами 34а-с принаймні двох опорних елементів 30а-с. Кожен виступ повинен мати достатню площу для стійкого положення внутрішнього стакана на рамі. Наприклад, товщина металевої обшивки звичайного внутрішнього стакана не може вважатися опорною поверхнею, тому що її товщина рідко перевищує 2-3 мм, що є недостатнім для утримування внутрішнього стакана на місці, особливо коли новий ливник ковзає до положення лиття, тим самим створюючи високі навантаження зсуву. У даному винаході вираз "система кріплення" внутрішнього стакана пристрою заміни труб стосується поєднання кріпильного елемента 50а-с з протилежною опорною поверхнею 80а-с, призначеною для кріплення на місці комплементарних опорних елементів 30а-с внутрішнього стакана, з її опорними виступами 34а-с, що перебувають на опорних поверхнях. Кріпильні елементи прикладають силу стиснення до кріпильної поверхні 32а-с опорних елементів, котрі протилежні опорним виступам 34а-с. Внутрішній стакан може включати також одну або ряд наступних особливостей, одну або в поєднанні. Опорна поверхня виступає з периферійної поверхні плити внутрішнього стакана. Термін "периферійна поверхня" стосується поверхні, що простягається від периферії нижньої контактної поверхні плити, переважно у здебільшого вертикальному напрямі. Стакан включає принаймні два окремих опорних елементи 30а-с, кожен з яких включає опорний виступ 34а-с. Термін "окремий" стосується відділених, несуміжних поверхонь. Вони можуть бути, наприклад, відділені один від одного проміжком або ребром. Кожен з опорних виступів має довжину та ширину, більші ніж 5 мм, переважно більші або рівні 10 мм. Таким чином, опорні виступи мають достатню площу для закріплення стакана, що перебуває на рамі, в його положенні лиття. Стакан може включати три, і тільки три, окремих опорних виступи 34а-с. Ця конфігурація надає високої стійкості внутрішньому стакану, з рівномірним розподілом тиску від засобів кріплення по всіх опорних елементах, подібно до добре відомих триногих стійок для стільців та столів, котрі більш стійкі, ніж чотириногі стійки. Для більш ніж трьох опорних виступів, кріплення може бути незадовільним у випадку невеликих дефектів у їх розташуванні. У переважному варіанті, вертикальна центральна повздовжня площина внутрішнього стакана може бути визначена як така, що включає центральну вісь Z наскрізного отвору внутрішнього стакана, а три опорних виступи 34а-с розташовуються на площині, перпендикулярній до вказаної центральної повздовжньої площини, утворюючи форму Y на 4 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 периферії металевої обшивки; основа Y розташовується у вказаній повздовжній площині, а два плеча Y розташовуються по кожен бік від указаної площини, сходячись у центроїді контактної поверхні внутрішнього стакана. Переважно обидва плеча Y симетричні відносно центральної площини. Таке Y-подібне розташування опорних виступів 34а-с веде до особливо задовільної стійкості кріплення стакана, в той же час лімітуючи просторові вимоги до системи кріплення та використовуючи особливо простий спосіб кріплення. Слід відмітити, що для симетричного внутрішнього стакана, в якому ливарний отвір розташовується в центроїді контактної або ковзної поверхні, центроїд плити внутрішнього стакана відповідає центроїду наскрізного отвору внутрішнього стакана. З іншого боку, для асиметричного стакана, що має, наприклад, прямокутну загальну форму, та в якому ливарний канал не розташований у центроїді контактної поверхні, центроїд контактної поверхні відрізняється від центроїда наскрізного отвору. Металева обшивка включає головну поверхню з отвором для розміщення трубчастої секції стакана та бокові краї, що простягаються від периметра головної поверхні. Загалом, периметр головної поверхні може бути описаний прямокутником з двома повздовжніми сторонами та двома перпендикулярними сторонами; повздовжній напрям визначається напрямом переміщення плити у пристрої, коли внутрішній стакан закріплюється в положенні лиття. Повздовжні та перпендикулярні краї можуть сходитись під прямими кутами, або ж з'єднуватись закругленим кутом або зрізаним кутом. У переважному варіанті опорні виступи 34а-с розташовуються лише на поперечних краях обшивки, тобто перпендикулярних краях, або краях, що з'єднують перпендикулярні краї з повздовжніми краями. Сприятливим є розташування опорних виступів 34а-с у напрямках, поперечних до повздовжнього напрямку, тому що засоби стиснення, розміщені на нижній частині пристрою заміни труб, котрі придавлюють плиту змінного ливника до ковзної поверхні внутрішнього стакана, загалом розташовуються вздовж повздовжнього напрямку. При розташуванні опорних виступів упоперек засобів стиснення більш однорідний розподіл навантаження стиску прикладається вздовж поверхні між двома ковзними площинами внутрішнього стакана та ливника. Стакан включає принаймні два опорних елементи для кріплення внутрішнього стакана до опорної поверхні рами пристрою заміни труб. Кожен опорний елемент 30а-с є частиною металевої обшивки і включає: - опорний виступ 34а-с; та - кріпильну поверхню32а-с, протилежну опорному виступові, до якої кріпильний елемент має прикладати силу кріплення. Кріпильна поверхня 32а-с може бути частиною головної поверхні обшивки, або може бути відділена від неї, як зображено на Фіг. 1 і 2. Опорний елемент переважно виготовлений цілком з металу, так що тільки метал знаходиться між опорним виступом 34а-с та кріпильною поверхнею 32а-с. У цьому варіанті лише метал піддається навантаженню кріплення, що зберігає вогнетривкий матеріал внутрішнього стакана. Інакше, металеві поверхні опорного виступу та кріпильна поверхня опорного елемента можуть бути розділені неметалічним матеріалом, таким як вогнетрив. У цьому варіанті металеві шари опорних елементів приймають всі концентрації навантажень, пов'язані з засобами кріплення, та розподіляють їх більш рівномірно до вогнетривкої середини, котра має добру стійкість до стиснення. При кріпленні внутрішнього стакана до рами пристрою заміни труб опорні елементи стакана вставляються між опорною поверхнею рами та системою кріплення. Опорні виступи або кріпильні поверхні опорного елемента стакана можуть бути плоскі. Інакше, ці поверхні можуть мати різні форми, наприклад, похилу, ввігнуту, опуклу, рифлену або гофровану. Опорні виступи або кріпильні поверхні можуть простягатися в площині, здебільшого паралельній контактній площині 26. Переважно, опорні виступи або кріпильні поверхні копланарні, переважно паралельні контактній площині 26. Важливо, щоб поверхні були здатні виконувати їхню функцію, щодо геометрії, стійкості, товщини тощо. Геометрія опорних елементів 30а-с мусить відповідати кріпильним елементам та опорній поверхні пристрою заміни труб, на який вони мають монтуватись. Додаткові елементи, такі як волокна, прокладка або стискуваний елемент, можуть додаватись до опорних виступів та кріпильних поверхонь, будьякими способами, відомими з рівня техніки (клей, механічне кріплення, вбудовування тощо). Винахід також стосується металевої обшивки для внутрішнього стакана як описано вище, разом зі способом виробництва внутрішнього стакана як описано вище, що включає етап складання металевої обшивки та вогнетривкого елемента. Винахід також стосується збірки з внутрішнього стакана та пристрою заміни труб для утримування та заміни ковзних ливників для лиття розплавленого металу з металургійної посудини; вказаний внутрішній стакан включає металеву обшивку, а пристрій включає: - раму, верхня частина якої контактує з принаймні однією опорною поверхнею стакана, та 5 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - систему кріплення, звернену до верхньої секції рами, розташовану для тиску на кріпильну поверхню внутрішнього стакана, де опорна поверхня внутрішнього стакана розміщена на металевій обшивці і визначається опорними виступами 34а-с принаймні двох окремих опорних елементів 30а-с. Як описувалось вище, пропонується поверхню внутрішнього стакана, що розташовується на рамі, виготовляти з металу, а не з вогнетривкого матеріалу. Таким чином, коли система кріплення натискає на внутрішній стакан, придавлюючи його до рами, встановлюється контакт метал-метал з усіма механічними перевагами, описаними вище. В подальшому, здебільшого вертикальний напрям, що відповідає напрямові лиття, визначається як напрям Z, а центральна вісь наскрізного отвору внутрішнього стакана - як вісь Z, котра є паралельною напрямку Z, коли внутрішній стакан змонтовано в положенні лиття на пристрої заміни труб. Повздовжній напрям, що відповідає напрямові зміщення плити, визначається як напрям X, котрий здебільшого перпендикулярний напрямові Z; вісь X паралельна напрямові X та проходить крізь центроїд ливарного отвору пристрою заміни труб. В установці неперервного лиття розплавленого металу, наприклад, для лиття розплавленої сталі пристрій 10 для утримування та заміни ковзних ливників використовується для лиття металу, що міститься в металургійній посудині, наприклад, у розливній ємності, до ємності, такої як одна або ряд ливарних форм. Пристрій 10, частково представлений на Фіг. 3 та 4, монтується під металургійною посудиною в одну лінію з отвором в його дні, так щоб вставити туди внутрішній стакан 12, прикріплений до рами пристрою заміни труб 10 та прикріплений до основи металургійної посудини, наприклад, цементом. Вигляд збоку типового пристрою заміни труб можна знайти на Фіг. 1 ЕР 1289696. Наскрізний отвір 14 внутрішнього стакана 12 визначає ливарний канал, а пристрій 10 розташовується так, що він може пересувати ковзну плиту ливника до положення лиття, так що осьовий отвір останнього гідравлічно сполучається з наскрізним отвором 14 внутрішнього стакана. З цією метою пристрій 10 включає засоби 16 для ведення ковзного ливника крізь вхід та від положення очікування до положення лиття. Наприклад, засоби ведення можуть бути у вигляді напрямних рейок 16. Рейки 16 розташовані вздовж повздовжніх країв каналу пристрою 10, що веде від входу пристрою до нейтрального положення та до положення лиття. Більш того, при положенні лиття ливника пристрій 10 має засоби, розташовані паралельно напряму X для притискання плити ливника до контактної поверхні внутрішнього стакана 12, наприклад, стиснуті пружини; вказані засоби розташовуються для прикладення сили до нижньої поверхні кожного з двох повздовжніх країв ковзної плити ливника, так щоб щільно притиснути плиту до контактної поверхні внутрішнього стакана 12 і тим самим створити щільне гідравлічне з'єднання між наскрізним отвором 14 внутрішнього стакана та осьовим отвором ливника. Пристрій 10 включає також засоби 20 для кріплення внутрішнього стакана, що більш детально описуються нижче, та розміщені для прикладання сили до верхньої поверхні (32а, 32b, 32с) двох країв внутрішнього стакана 12, так щоб тримати протилежні опорні поверхні (34а, 32b, 34с) внутрішнього стакана притиснутими до опорних поверхонь пристрою 10. Термін "поперечний" у даному контексті означає не паралельний, або такий, що перетинає напрям X. Внутрішній стакан 12 включає металеву обшивку 22, яка вкриває всі, крім першої, контактної поверхні (26) плити внутрішнього стакана 12, виготовленої з вогнетривкого матеріалу, як можна бачити на Фіг. 2 та 6. Металева обшивка 22 підсилює вогнетривкий елемент 24 та переважно скріплена з плитою за допомогою цементу. Вогнетривка плита є суттєвою для підтримки високих температур завжди, коли стакан контактує з розплавленим металом, проте її механічні властивості, зокрема стійкість проти зсуву, стирання та зносу, недостатні там, де концентруються навантаження. Через це вогнетривка плита вкрита металевою обшивкою там, де прикладені механічні навантаження, але без будь-якого можливого контакту з розплавленим металом. Товщина металевої обшивки може змінюватись від близько 1 мм до більш ніж 6 мм; стінки загалом товщі, коли металева обшивка виготовлена з чавуну. Металева обшивка не вкриває контактну поверхню 26 внутрішнього стакана (порівн. Фіг. 2 та 6), так як остання має перебувати в тісному контакті з ковзною поверхнею плити ливника. Метал не може використовуватись для покриття контактної поверхні, тому що він може бути пошкоджений у випадку будь-якого протікання розплаву металу з сумними наслідками. Як зазначалося вище, контактна поверхня 26 внутрішнього стакана призначена для входження в тісний контакт з ковзною поверхнею ливника, коли вказаний ливник проштовхується на місце пристроєм 10 до положення лиття, тобто, лицем до внутрішнього стакана 12. Один кінець внутрішнього стакана крізь отвір 14 відкриває контактну поверхню 26. Опорні виступи 30а, 30b, 30с розділені і виступають з периферійної поверхні 36 плити внутрішнього стакана 12, а вказана поверхня 36 простягається від периметра Рm нижньої 6 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контактної поверхні 26 плити, переважно, але не обов'язково, у здебільшого вертикальному напрямі Z. В одному варіанті вогнетривкий матеріал може простягатись від опорного виступу до кріпильного елемента внутрішнього стакана (порівн. Фіг. 6(b)). У цьому варіанті частина вогнетриву піддається навантаженням стиснення від засобів кріплення 20, але будь-яка концентрація навантажень розподіляється по металевому шарові, що відділяє вогнетрив від засобів кріплення та опорних поверхонь пристрою заміни труб. У переважному варіанті опорний виступ та протилежні кріпильні поверхні відділені лише металом (порівн. Фіг. 6(а)). Це гарантує, що сила затискання не прикладається до вогнетриву взагалі, а лише до металу. Аналогічно прикладу, зображеному на Фіг., три опорні виступи 30а, 30b, 30с цілком виготовлені з металу, тобто між опорними виступами 34а, 34b, 34с та кріпильними поверхнями 32а, 32b, 32с є тільки метал. Як можна бачити на Фіг. 5 та 5(а), внутрішній стакан 12 може мати два здебільшого повздовжніх протилежних краї 40а, 40b та два протилежних краї 42а, 42b, здебільшого перпендикулярних до повздовжніх країв. Більш того, вертикальна центральна повздовжня площина Р може бути визначена осями X та Z, а три опорні елементи 30а, 30b, 30с можуть розташовуватись у формі Y на периферії 36 стакана 12; основа Y 44а розташовується в центральній повздовжній площині Р коаксіально з віссю X, а два плеча Y 44b, 44с розташовуються по кожен бік від указаної площини Р, і всі плечі Y сходяться в центроїді 46 наскрізного отвору 14 внутрішнього стакана (в припущенні, що внутрішній стакан симетричний). Більш конкретно, другий 30b та третій 30с опорні елементи мають другий 34b та третій 34с опорні виступи, а кожен з цих другого 34b та третього 34с опорних виступів розташовується по обидва боки від повздовжньої площини Р. В описаному прикладі другий та третій опорні виступи розташовані симетрично, але це не є обов'язковим. Більш того, кожна з прямокутних проекцій опорних виступів 34b, 34с на площину, паралельну контактній поверхні 26, має центроїд 32'b, 32'c, розміщений під кутом  (альфа) від 30 до 45° по відношенню до повздовжньої площини Р, відносно центроїда 46 внутрішнього стакана 12, що відповідає центру ливарного отвору 28. Більш того, кожен з другого 34b та третього 34с опорних виступів вписаний у кутовий сектор  (бета) від 10 до 20° відносно центра 46 внутрішнього стакана 12. Більш того, перший опорний елемент 30а має перший опорний виступ 34а, що проходить через повздовжню площину Р стакана 12. Більш конкретно, опорний виступ 34а простягається здебільшого симетрично відносно площини Р, а центроїд 32'а цієї поверхні розташований у площині Р. Опорний виступ 34а може простягатись у поверхні, вписаній у кутовий сектор  (гама) від 14 до 52° відносно центра 46 внутрішнього стакана. У варіантах, зображених на фігурах, опорні елементи 30а, 30b, 30с, і тим самим опорні виступи 34а, 34b, 34с, розміщені тільки на поперечних краях 42а, 42b обшивки. Слід відмітити, що у випадку внутрішнього стакана, що має загалом прямокутну форму, як зображено на Фіг. 5 і 5а, центральна повздовжня площина є площиною, перпендикулярно до нижньої контактної поверхні 26, що включає медіану двох найкоротших сторін описаного прямокутника. Засоби кріплення 20 пристрою заміни труб включають два кріпильних елементи, розташованих переважно впоперек осі X. Переважно, три кріпильні елементи 50а, 50b, 50с розташовані у формі Y на периферії внутрішнього стакана 12 (порівн. Фіг. 3), тобто, перший кріпильний елемент 50а в основі Y розташований на задній частині центральної повздовжньої площини Р, а другий 50b та третій 50с кріпильні елементи на кінцях обох плечей Y розташовані по кожен бік від передньої частини вказаної площини Р. Як можна бачити, засоби кріплення розташовані для прикладення їх сили до поперечних країв 42а, 42b внутрішнього стакана. Кріпильні елементи 50а, 50b, 50с мають конфігурацію, комплементарну опорним елементам 30а, 30b, 30с. У такий спосіб перший 50а, другий 50b та третій 50с кріпильні елементи відповідно прикладають фіксуючу силу F до першого 34а, другого 34b та третього 34с опорних виступів, описаних вище (порівн. Фіг. 6). Кріпильні елементи 50а, 50b, 50с рухомо монтуються між вільним положенням та закріпленим положенням. У закріпленому положенні елементи 50а, 50b, 50с входять у контакт з кріпильними поверхнями 32а, 32b, 32с опорних елементів 30а, 30b, 30с, так що вони прикладають силу кріплення, тиснучи на ці поверхні. З цією метою кріпильні елементи 50а, 50b, 50с можуть приводитися в дію поворотним пристроєм, який служить кулачком у контакті з елементами 50а, 50b, 50с. Опціонально, один або ряд елементів 50а, 50b, 50с приводяться в дію за допомогою з'єднувального штока. Як можна бачити на Фіг. 3 та 4, коли внутрішній стакан 12 сполучається з пристроєм заміни труб 10, опорні виступи 34а, 34b, 34с лежать на відповідних опорних поверхнях 80а, 80b, 80с, розташованих на рамі 31. Опорні елементи 30а, 30b, 30с таким чином вставляються між кріпильними елементами 50а, 50b, 50с та опорними поверхнями 80а, 80b, 80с рами. Опорна поверхня Ра, утворена поверхнями 34а, 34b, 34с, переважно вертикально відступає відносно 7 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ковзної площини Pg, так що вона виставляє ковзну поверхню вперед, в положення для встановлення щільного контакту з ковзною площиною ливника. У цьому прикладі опорні виступи 34а, 34b, 34с є нижніми поверхнями опорних елементів, а система кріплення прикладає силу, особливо донизу, до верхніх, кріпильних поверхонь 32а, 32b, 32с опорних елементів. Проте, опорні виступи та кріпильні поверхні можуть бути обернені у системі кріплення, що прикладає силу, зокрема, вгору. Внутрішній стакан буде тоді кріпитись угору з прикладенням сили, зокрема, вгору. Також у цьому варіанті опорні елементи 30а, 30b, 30с можуть вставлятись між кріпильним елементом та опорною поверхнею. Як зображено на Фіг. 6, опорні елементи переважно є у вигляді металевих опорних виступань, що простягаються за периметр плити, що включають опорний виступ та протилежну кріпильну поверхню, придатну для вставлення засобів кріплення в частині пристрою заміни труб для вставлення внутрішнього стакана. В одному варіанті, зображеному на Фіг. 6(b), опорний виступ опорного виступання відділений від протилежної кріпильної поверхні вогнетривом, прокладеним між двома шарами металу. Металеві шари опорного виступу та кріпильної поверхні поглинають навантаження стиску від засобів кріплення та опорної поверхні пристрою заміни труб, та розподіляють їх рівномірно по проміжній вогнетривкій частині, поглинаючи та послаблюючи концентрацію всіх навантажень. Аналогічно, при заміні ливника до контактної поверхні внутрішнього стакана прикладаються високі навантаження зсуву, і вони поглинаються металевими шарами. У ще одному варіанті, зображеному на Фіг. 6(а), опорний виступ опорного виступання може бути відділений від протилежної кріпильної поверхні лише металом. У цьому варіанті всі навантаження стиску, створені закріпленням внутрішнього стакана в його положенні, несе метал, а вогнетривкий матеріал не зачіпається взагалі при будь-якому з цих навантажень. У цьому варіанті термін служби вогнетриву значно подовжується. Серед переваг стакана 12, що використовується з пристроєм заміни труб 10 як описано вище, слід відмітити, що опорні виступи 34а, 34b, 34с, що виготовлені з металу та є частиною металевої обшивки, зношуються менш швидко, ніж якби вони були виготовлені з вогнетривкого матеріалу 24, і вони менш схильні до розтріскування та розкришування під дією концентрацій навантаження. Зокрема, винахід стосується внутрішнього стакана пристрою для утримування та заміни плит, наприклад, пристрою для заміни труб або для заміни градуйованих плит. Стакан згідно даного винаходу може також використовуватись у пристрої для утримування та заміни плит, в якому, наприклад, касета, що включає дві або більше плит, пересувається ковзанням до ливарного отвору металургійної посудини. Іншою перевагою даного винаходу є те, що та сама металева обшивка 22 може знову використовуватись для вкривання другого вогнетривкого елемента 24. Внутрішній стакан може також складатися з ряду вогнетривких елементів, зібраних докупи перед використанням. Зокрема, плита стакана та його трубчаста частина можуть бути двома окремими елементами. 10 Пристрій для утримування та заміни плит 12 Внутрішній стакан 16 Засоби ведення 20 Система кріплення 22 Металева обшивка 26 Нижня контактна поверхня 28 Вихідний отвір 30а, 30b, 30с Опорний елемент 31 Рама 32а, 32b, 32с Кріпильна поверхня 34а, 34b, 34с Опорна поверхня (опорний виступ) 36 Периферійна поверхня 40а, 40b Повздовжні краї 42а, 42b Поперечні краї 80a, 80b, 80c опорна поверхня пристрою Pa Опорна площина Pg Ковзна площина X Напрям зміщення плити Y Поперечний напрям Z Напрям лиття 60 8 UA 108634 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Внутрішній стакан (12) для лиття розплавленого металу з металургійної посудини, що включає: a) по суті трубчасту частину (24) з осьовим наскрізним отвором, що задає перший напрямок (Z) та флюїдно з'єднує вхідний отвір (14) та вихідний отвір (28), b) плиту внутрішнього стакана, яка включає нижню плоску контактну поверхню (26), яка має периметр (Рm) і називається ковзною площиною (P g), яка по суті перпендикулярна до вказаного першого напрямку (Z), причому вказана контактна поверхня має вихідний отвір (28), та другу поверхню, розташовану навпроти нижньої контактної поверхні (26) та з'єднує стінку трубчастої частини (24) з боковими краями (40a-b, 42a-b) плити, причому вказані бокові краї простягаються від нижньої контактної поверхні (26) до другої поверхні та визначають периметр та товщину плити, c) металеву обшивку (22), для облицювання принаймні частини або всіх бокових країв (40a-b, 42a-b) та другої поверхні, але не ковзної площини (Pg) плити внутрішнього стакана, причому зазначена обшивка має: d) металеву опорну поверхнею (34а, 34b, 34с), яка спрямована до ковзної площини (P g) та заглиблена відносно неї, і простягається від облицьованої частини бокових країв (40a-b, 42a-b) вище периметра (Рm) контактної поверхні (26), який відрізняється тим, що опорна поверхня (34а, 34b, 34с) визначена виступами (34а, 34b, 34с) принаймні двох окремих опорних елементів (30а, 30b, 30с), розташованих навколо периметра плити. 2. Стакан за п. 1, у якому виступи (34а, 34b, 34с) принаймні двох опорних елементів (30а, 30b, 30с) мають довжину (L) та ширину (l), кожна з яких становить принаймні 5 мм, переважно принаймні 10 мм, причому висота опорного елемента переважно становить принаймні 10 мм. 3. Стакан за п. 1 або 2, у якому опорна поверхня (34а, 34b, 34с) визначена виступами (34а, 34b, 34с) трьох окремих опорних елементів (30а, 30b, 30с), розосереджених по периметру плити, причому центроїди прямокутних проекцій на ковзну площину (P g) відповідних виступів (34а, 34b, 34с) утворюють вершини трикутника. 4. Стакан за п. 3, у якому трикутник, утворений центроїдами проекцій трьох опорних виступів, визначається однією або будь-якою комбінацією будь-яких з наступних геометрій: a) перша висота трикутника, позначена як висота X, що проходить через першу вершину, позначену як вершина X, по суті паралельна першій осі (X), b) перша медіана трикутника, позначена як медіана X, що проходить через вершину X, по суті паралельна вказаній першій осі (X), c) трикутник є таким, в якому висота X або медіана X перетинає центральну вісь (Z) наскрізного отвору стакана в центроїді (46) наскрізного отвору, d) всі кути трикутника гострі, e) трикутник рівнобедрений, переважно у відповідності з (с), більш переважно відповідно до (с), так що вершина X є точкою сходження двох сторін однакової довжини, більш переважно відповідно до (с) та (d), f) трикутник відповідно до (с), в якому кут 2, утворений центром (46) наскрізного отвору та двома вершинами трикутника, іншими, ніж вершина X, становить від 60 до 90°, g) трикутник, в якому кут, утворений вершиною X, менший ніж 60°. 5. Стакан за п. 4, в якому відповідно до варіанта (с) опорний виступ (34а), що відповідає вершині X, перекриває кутовий сектор , що становить від 14 до 52°, а два інші опорні виступи (34b, 34с) перекривають кутовий сектор , від 10 до 20°, причому всі кути виміряні відносно центроїда (46) наскрізного отвору. 6. Стакан за п. 4, в якому, відповідно до варіанта (с), зовнішній край опорного виступу (34а), що відповідає вершині X, має дотичну, яка перпендикулярно перетинає першу вісь (X). 7. Стакан за будь-яким з пп. 1-6, в якому металева обшивка (22) має дві пари протилежних країв (40а, 42а, 40b, 42b), а саме два повздовжні краї (40а, 40b) та два поперечні краї (42а, 42b), причому жоден з принаймні двох опорних елементів (34а, 34b, 34с) не знаходиться на повздовжніх краях обшивки. 8. Стакан за будь-яким з пп. 1-7, в якому опорні виступи всіх опорних елементів лежать в одній і тій самій площині, по суті паралельній ковзній площині (Pg). 9. Стакан за будь-яким з пп. 1-8, в якому принаймні один з опорних елементів (30а, 30b, 30с) виконаний у вигляді металевого опорного виступання, що виходить за периметр плити, яке включає опорний виступ та протилежну кріпильну поверхню, придатну для прийому засобів кріплення в ділянку прийому внутрішнього стакана пристрою для заміни труб. 9 UA 108634 C2 5 10 15 20 25 10. Стакан за п. 9, в якому опорний виступ принаймні одного опорного виступання відділений від розташованої навпроти кріпильної поверхні лише металом. 11. Стакан за п. 9, в якому опорний виступ принаймні одного опорного виступання відділений від розташованої навпроти кріпильної поверхні шаром вогнетривкого матеріалу, розміщеного між двома шарами металу. 12. Металева обшивка (22) для облицювання принаймні частини або всієї другої поверхні та бокових країв (40a-b, 42a-b) плити внутрішнього стакана за будь-яким з пп. 1-11, де вказана металева обшивка включає першу основну поверхню з отвором для розташування трубчастої частини стакана та бокові краї, що простягаються від периметра першої основної поверхні, причому вказані бокові краї підтримують опорну поверхню (34а, 34b, 34с), яка відрізняється тим, що опорна поверхня (34а, 34b, 34с) визначається виступами (34а, 34b, 34с) принаймні двох окремих опорних елементів (30а, 30b, 30с), розташованих навколо периметра обшивки. 13. Збірка з внутрішнього стакана (12) за будь-яким з пп. 1-11 та пристрою (10) заміни труб, призначеного для утримування та заміни ковзних ливників для лиття розплавленого металу з металургійної посудини, в якій внутрішній стакан включає опорну поверхню (34а, 34b, 34с), а пристрій для заміни труб включає: - каркас (31) з ливарним отвором, що включає опорну поверхню (80а, 80b, 80с), суміжну з периметром вказаного ливарного отвору та придатну для прийому опорної поверхні (34а, 34b, 34с) внутрішнього стакана (12) та для контактування з нею, - систему (20) кріплення, звернену до опорної поверхні (80а, 80b, 80с) та виконану так, щоб тиснути на поверхню (32а, 32b, 32с), протилежну опорній поверхні (34а, 34b, 34с) внутрішнього стакана, що називається кріпильною поверхнею, який відрізняється тим, що опорна поверхня (34а, 34b, 34с) внутрішнього стакана (12) виконана з металу. 14. Спосіб виробництва внутрішнього стакана за будь-яким з пп. 1-11, що включає етап збирання металевої обшивки (22) за п. 12 та вогнетривкого елемента плити внутрішнього стакана. 10 UA 108634 C2 11 UA 108634 C2 12 UA 108634 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13